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ヒト視覚皮質の構造と機能の定量的関係解析:情報理論アプローチ

人类视觉皮层结构与功能的定量关系分析：信息论方法

基本信息

批准号：
15730335
负责人：
山本洋紀
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は下記の5つの下位課題から構成される。(1)視覚皮質の機能野、すなわち、視覚野を多数の被験者で同定する。(2)視覚皮質の解剖構造、すなわち、脳溝、脳回を多数の被験者で同定する。(3)(1)、(2)の結果を機能・構造の同時確率に統合し、機能確率地図と構造確率地図を作製する。ここで、同時確率は、複数の被験者で視覚野と脳溝・回を同定し、共通の脳座標空間に正規化した後に、"ある視覚野とある脳溝・回のコンビが何%の被験者に存在するか"という確率計算を行うことで算出できる。機能確率地図と構造確率地図は同時確率の片側確率として計算できる。(4)(3)で作成した機能・構造同時確率にシャノンの情報理論を適用し、視覚皮質の機能と構造の関係を定量化する。情報理論によれば、同時確率から計算される相互情報量(単位はビット)によって機能と構造の2者の関係構造が完全に記述できる。両者の関係が強ければ、すなわち、ある視覚野がある特定の溝・回に限局していれば、相互情報量は大きくなる。(5)機能・構造の相互情報量地図を二次元および三次元的に可視化する。本年度は、主に、課題(4)、(5)を実現するソフトウェアを開発し、昨年度実施した(1)、(2)、(3)の手法と統合することで、本研究の目指した解析システムを完成した。次に、ヒトの視覚領野について、解剖画像と視覚機能画像を撮像する脳イメージング実験を実施し、開発したシステムを応用して、本アプローチの有効性を確認した。加えて、形や色の知覚機能と大脳構造との関係も解析した。

This study is based on the following five topics: (1)The functional fields of the visual cortex are the same as those of the visual cortex. (2)The anatomical structure of the optic cortex, the sulcus, and the gyrus are mostly the same. (3) The results of (1) and (2) are the integration of function and structure accuracy, the control of function accuracy and structure accuracy. The simultaneous accuracy rate is calculated by normalizing the common coordinate space and calculating the accuracy rate. Functional accuracy, structural accuracy, simultaneous accuracy, and slice accuracy are calculated. (4)(3) To establish the relationship between function and structure and to quantify the relationship between function and structure. Information theory, simultaneous accuracy, calculation, mutual information, function, structure, relationship, structure, complete description. The relationship between the two parties is strong, the relationship between the two parties is limited, and the amount of information is large. (5)Function·Construct mutual information quantity: 2-D and 3-D visualization This year, the main topics (4) and (5) have been implemented, and the methods and integration of (1),(2) and (3) have been implemented in the past year. The purpose of this study has been completed. To confirm the effectiveness of the system, the system was developed and implemented. The analysis of the relationship between the structure and the color of the body